JPH10194722A - エラストマー補強用含水ケイ酸及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ゴム配合物の粘度を低くして加工性を向上、
引張強度等の破壊特性と耐摩耗性に優れた補強特性を有
するエラストマー補強用含水ケイ酸及びその製造方法の
提供。 【解決手段】 ＢＥＴ法比表面積（Ｎ₂ −ＳＡ）が２０
０〜３００ｍ²/ｇの範囲であり、Ｈｇ法比表面積（Ｈｇ
−ＳＡ）が１５０ｍ²/ｇ以下であり、ジ・ブチル・アミ
ン吸着量／ＢＥＴ法比表面積の比が１．４以下であり、
且つ、Ｈｇ−ＳＡ／Ｎ₂ ─ＳＡの比が０．６以下である
湿式法含水ケイ酸からなるエラストマー補強用含水ケイ
酸。アルカリ金属ケイ酸塩水溶液を予め充填した反応容
器に、アルカリ金属ケイ酸塩水溶液と鉱酸を並行して添
加してケイ酸を所定のシリカ濃度、ｐＨ条件、温度およ
び時間内に所定の手順で行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、新規な含水ケイ酸
及びその製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明
は、加工性と破壊特性及び耐磨耗性とに優れた新規なエ
ラストマー補強用含水ケイ酸及びその製造方法に関す
る。本発明の含水ケイ酸は、工業用ゴム製品補強用充填
剤として有用である。

【０００２】

【従来の技術】従来、ゴム組成物の補強剤として、無機
充填剤が多岐分野にわたり使用されている。中でも含水
ケイ酸は比較的高い補強性を有し、更には白色のため着
色が自由であり、かつ安価であることから、一般的な高
補強性充填剤として多用されてきた。これらの含水ケイ
酸はその特性に応じて、各種用途のゴムに使いわけられ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】含水ケイ酸のゴム補強
メカニズムは複雑多岐で、ゴム配合物の特性は含水ケイ
酸の粉体物性に大きく左右される。特にＢＥＴ法比表面
積（以下Ｎ₂ −ＳＡ）はゴム配合物の粘度、並びに破壊
特性及び耐磨耗性等に大きな影響を及ぼすことは既によ
く知られている。中で、ゴム配合物の粘度は加工性を左
右する大きなファクターである。粘度が低いものほど加
工性は良好であることから、低粘度のものが求められて
いる。また、ＢＥＴ比表面積が高い含水ケイ酸は、補強
効果が大きいが、粘度も高くなる。逆にＢＥＴ比表面積
が低いと粘度は下がり加工性は容易になるが、補強性が
劣る。加工性と補強性とは共に優れていることが望まれ
ているのであるが、このように相反する物性である。と
ころが、実用上は、ゴム製品の用途の多様化と高度化と
から、加工性と補強性の両者がより改善された含水ケイ
酸が望まれている。しかし、現在の技術で製造される含
水ケイ酸は、いずれも満足なゴム物性を提供するに至っ
ていない。

【０００４】このように相反する加工性と補強性の両者
ともに優れた総合的バランスをもった高補強性充填剤と
しての含水ケイ酸が求められている。そこで本発明の目
的は、ゴム配合物の粘度を低くして加工性を向上させる
ことができ、かつ、引張強度等の破壊特性と耐摩耗性に
優れた補強特性を有するエラストマー補強用含水ケイ酸
及びその製造方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、含水ケイ
酸をエラストマー用補強充填剤として使用するにあた
り、ゴム配合物の粘度を低くして加工性の向上を図り、
同時に補強性能、即ち引張強度、引張応力、反撥弾性及
び耐磨耗性等を向上させた含水ケイ酸について鋭意研究
を重ね、本発明に至った。即ち、本発明は、ＢＥＴ法比
表面積（Ｎ₂ −ＳＡ）が２００〜３００ｍ²/ｇの範囲で
あり、Ｈｇ法比表面積（Ｈｇ−ＳＡ）が１５０ｍ²/ｇ以
下であり、ジ・ブチル・アミン吸着量／ＢＥＴ法比表面
積の比が１．４以下であり、且つ、Ｈｇ−ＳＡ／Ｎ₂ ─
ＳＡの比が０．６以下である湿式法含水ケイ酸からなる
ことを特徴とするエラストマー補強用含水ケイ酸に関す
る。

【０００６】さらに本発明は、（１）シリカ濃度が５ｇ
／ｌ以下であるアルカリ金属ケイ酸塩水溶液を予め充填
した反応容器に、アルカリ金属ケイ酸塩水溶液と鉱酸を
並行して添加してケイ酸を生成させる工程であって、前
記アルカリ金属ケイ酸塩水溶液と鉱酸との添加を４０〜
１００分間に渡って行い、その間の反応液のｐＨを７〜
１０の範囲に維持し、かつ添加終了時の反応液中のシリ
カ濃度を４０ｇ／ｌ以下とする工程、（２）前記反応液
に、前記反応で中和されたアルカリ金属ケイ酸塩と等量
以上のアルカリ金属ケイ酸塩を含む水溶液を６０分以内
で添加する工程であって、添加終了時の反応液中のシリ
カ濃度を６０〜８０ｇ／ｌとする工程、及び（３）前記
反応液に、鉱酸を添加して反応液のｐＨを５以下にする
工程であって、前記添加を３０分以内に行う工程からな
り、かつ工程（１）〜（３）を６０〜１００℃の温度で
行うことを特徴とする請求項１の含水ケイ酸の製造方法
に関する。

【０００７】

【発明の実施の態様】本発明を更に詳細に説明する。充
填剤のゴム補強のメカニズムは、フィラー特有の反応性
及び構造性並びに分散機能によると、一般にいわれてい
る。より具体的には、ゴムの補強性能に関与する大きな
因子として、含水ケイ酸の一次粒子径及びアグリゲート
径、それに伴うゴム配合物中での分散が大きく関与する
ことが知れている。従って、これら含水ケイ酸の物性を
コントロールすることは、所望のゴムの補強性能を得る
上で重要である。含水ケイ酸の構造性については、粒子
径及び細孔容積等がその指標として用いられている。し
かし、分散機能に関しては、未だ確たる指標が見出され
ていないのが現状である。

【０００８】本発明者らは、これら構造性のみならず、
分散機能にも着目して、含水ケイ酸によるゴム補強の研
究を重ねた。含水ケイ酸配合物の補強性能は、大きくは
含水ケイ酸のＢＥＴ比表面積に比例し、ＢＥＴ比表面積
が高いほど補強性能は高い傾向にある。しかしながら、
高比表面積である含水ケイ酸ほどゴム配合物の粘度も高
くなる傾向がある。更に、比表面積が高すぎると分散不
良を招き、補強性能が逆に低下すると同時に加工性も阻
害する。これは、以下のような理由によると考えられ
る。含水ケイ酸の表面には多数のシラノール（Ｓｉ−Ｏ
Ｈ）基が存在している。これらのシラノール基は官能基
として働き、補強効果をもたらす反面、粒子間の水素結
合による自己凝集力が強く働き過ぎるためかエラストマ
ー内部における分散が困難となる。そのため、高比表面
積ではあってもその一部分のみがエラストマーに接する
結果となり、補強効果を逆に低下させることになると解
される。

【０００９】それ故、充填剤としての含水ケイ酸の比表
面積の増大（一次粒子の小径化）は、粒子表面のシラノ
ール基の増大につながる。その結果、エラストマー内部
での分散不良をもたらし、補強効果の低下を招くと推測
される。このような観点から、本発明者らは、従来の一
次粒子径の揃った含水ケイ酸に対して、一次粒子径が大
小異なったものが混在し、混在の程度を調整することで
含水ケイ酸の比表面積の調整すれば、高比表面積をもっ
た含水ケイ酸粒子であっても、エラストマー内における
良好なる分散が得られると同時に、低粘度化が図れ加工
性をも容易にすることができると考えた。本発明者らは
かかる観点から研究を重ね、前記の特定した範囲の含水
ケイ酸において優れた補強効果がもたらされることを見
出し本発明を完成するに至ったのである。

【００１０】本発明の湿式法含水ケイ酸は、ＢＥＴ法比
表面積（Ｎ₂ −ＳＡ）が２００〜３００ｍ²/ｇの範囲で
ある。ＢＥＴ法比表面積が２００ｍ² ／ｇ未満では補強
性が劣り、逆に３００ｍ² ／ｇを超えると自己凝集力が
あまりにも強すぎ分散不良の原因となり補強性の低下及
び粘度の上昇を招く。ＢＥＴ法比表面積の範囲は、好ま
しくは２３０〜２８０ｍ² ／ｇの範囲である。本発明の
含水ケイ酸は、さらに、Ｈｇ法比表面積（Ｈｇ−ＳＡ）
が１５０ｍ²/ｇ以下である。Ｈｇ−ＳＡは、含水ケイ酸
の凝集粒子及び凝集粒子同志で形成される細孔の大きさ
より計算される値である。算出法は、細孔を円筒形と仮
定してＡ＝２Ｖ／ｒとして表される。但し、Ａ＝表面積
（ｍ² ／ｇ）、Ｖ＝全細孔容積（ｃｃ／ｇ）、ｒ＝平均
細孔半径（μｍ）とした場合である。従って、Ｈｇ−Ｓ
Ａの値が小さい含水ケイ酸は、細孔容積が小さく、含水
ケイ酸の大小の一次粒子が混在していて密充填に近い状
態となっていること、あるいは含水ケイ酸のアグリゲー
ト（凝集粒子）が大小混在していて密充填に近い状態と
なっていると推測される。Ｈｇ−ＳＡが１５０ｍ²/ｇを
超えると高活性シリカのゴム挙動を示し、補強性は高い
が同時にゴム粘度も高くなり好ましくないことから、本
発明の含水ケイ酸ではＨｇ−ＳＡを１５０ｍ²/ｇ以下と
する。Ｈｇ−ＳＡは、好ましくは、５０〜１５０ｍ²/ｇ
の範囲、さらに好ましくは１００〜１５０ｍ² ／ｇの範
囲である。

【００１１】さらに本発明の含水ケイ酸は、ジ・ブチル
・アミン吸着量／ＢＥＴ法比表面積の比が１．４以下で
ある。ジ・ブチル・アミン（以下、ＤＢＡ）吸着量(m・
mol/kg-SiO₂)(R.Meyer: Kautschuk und Gummi 7(8),180
-182WT(1954)) は、酸性点の量を示し、含水ケイ酸の外
部表面積に比例すると言われている。外部表面積があま
りに大きくなりすぎると、前述したように分散不良や加
工性低下等の問題を起こすことになる。一般にＢＥＴ比
表面積が高いものはＤＢＡ吸着量も高い傾向にあり、し
ばしば高活性であるともいわれる。本発明はこのＤＢＡ
とＮ₂ −ＳＡとのバランス関係を調整してゴム補強性能
を改善している。即ち、本発明では、ＤＢＡ／Ｎ₂ −Ｓ
Ａの比率を１．４以下とすることで、加工性の改善と補
強性の向上を両立させている。ＤＢＡ吸着量／ＢＥＴ法
比表面積の比は、好ましくは０．８〜１．４の範囲であ
る。

【００１２】さらに本発明の含水ケイ酸は、Ｈｇ−ＳＡ
／Ｎ₂ ─ＳＡの比が０．６以下である。Ｈｇ−ＳＡ／Ｎ
₂ ─ＳＡの比は、好ましくは０．２〜０．６の範囲、よ
り好ましくは０．３〜０．５の範囲である。Ｈｇ−ＳＡ
／Ｎ₂ −ＳＡの比は、含水ケイ酸の一次粒子の異なるも
のの混在状態の指標であり、０．６以下と小さくするこ
とで、ゴム配合物の粘度の上昇を抑制すると同時にゴム
加硫物性の改善が図れる。但し、Ｈｇ−ＳＡを低くしす
ぎたり、Ｈｇ−ＳＡ／Ｎ₂ −ＳＡの比を小さくしすぎる
とゴム配合物の粘度が下がり加工性は良くなるが、補強
性が劣ることになるので注意を要する。

【００１３】以下、本発明の湿式法含水ケイ酸の製造方
法について説明する。従来、湿式法含水ケイ酸は、一般
に、アルカリ金属ケイ酸塩水溶液と鉱酸の反応により沈
殿物として得られることは知られており、基本的には、
本発明の製造方法もこれに基づいている。本発明の製造
方法において、アルカリ金属ケイ酸塩水溶液は特に限定
しないが、例えば、ケイ酸ナトリウムを用いることがで
きる。また鉱酸も特に限定しないが、例えば、硫酸が好
適である。

【００１４】本発明の製造方法は３つの工程からなる。
第１の工程は、シリカ濃度が５ｇ／ｌ以下であるアルカ
リ金属ケイ酸塩水溶液を予め充填した反応容器に、アル
カリ金属ケイ酸塩水溶液と鉱酸を並行して添加してケイ
酸を生成させる工程であって、前記アルカリ金属ケイ酸
塩水溶液と鉱酸との添加を４０〜１００分間に渡って行
い、その間の反応液のｐＨを７〜１０の範囲に維持し、
かつ添加終了時の反応液中のシリカ濃度を４０ｇ／ｌ以
下とする工程である。第１の工程において、初期シリカ
濃度が５ｇ／ｌを超えると、得られる含水ケイ酸のＨｇ
−ＳＡが１５０ｍ²/ｇを超えるようになるので適当でな
い。また、第１の工程の終了時のシリカ濃度が４０ｇ／
ｌを超えると、同様にＨｇ−ＳＡが１５０ｍ²/ｇを超え
るようになるので適当でない。アルカリ金属ケイ酸塩水
溶液と鉱酸との添加の時間（反応時間）が４０分未満で
はＮ₂ −ＳＡが低くなる傾向があり、また１００分を超
えると生産性が悪くなる。また、アルカリ金属ケイ酸塩
水溶液と鉱酸の添加の間の反応液のｐＨを７〜１０の範
囲に維持するのは、ｐＨ７未満の酸性領域では含水ケイ
酸合成条件から外れ、ゲル状生成物が発生して反応のコ
ントロールが困難になるからであり、また、ｐＨが１０
を超えると微小な一次粒子の含有割合が多くなり、Ｎ₂
−ＳＡが高くなりすぎるためである。

【００１５】第２の工程は、第１の工程で得られる反応
液に、前記反応で中和されたアルカリ金属ケイ酸塩と等
量以上のアルカリ金属ケイ酸塩を含む水溶液を６０分以
内で添加する工程であって、添加終了時の反応液中のシ
リカ濃度を６０〜８０ｇ／ｌとする工程である。第２の
工程では、第１の工程で中和されたアルカリ金属ケイ酸
塩と等量以上のアルカリ金属ケイ酸塩を含む水溶液を反
応液に添加する。この工程でのケイ酸ナトリウムの添加
量が多いほど大粒子（一次粒子）の比率は多くなる。こ
こで、添加終了時の反応液中のシリカ濃度を６０〜８０
ｇ／ｌとすることで、Ｎ₂ −ＳＡの調整が容易になる。
即ち、本工程においてシリカ濃度が低すぎるとＮ₂ −Ｓ
Ａが高くなりすぎ、逆にシリカ濃度が高すぎるとＮ₂ −
ＳＡが低くなりすぎ、いずれの場合にも、本発明の目的
とする含水ケイ酸が得られにくくなる。また、アルカリ
金属ケイ酸塩を含む水溶液を６０分以内で添加するの
は、添加時間が６０分を超えるとＮ₂ −ＳＡが低くなり
すぎる傾向があるからである。

【００１６】第３の工程は、第２の工程で得られる反応
液に、鉱酸を添加して反応液のｐＨを５以下にする工程
であって、前記添加を３０分以内に行う工程である。鉱
酸を３０分以内に添加して反応液のｐＨを５以下にする
のは、３０分以内の短時間でｐＨを５以下に酸性化する
ことにより小粒子（一次粒子）のものが多く得られ、バ
ランスの良い大小不揃いの粒子が得られるからである。
ゆっくりと長時間で酸性化を行うと粒子成長が更に進み
大粒子が増し小粒子の割合が減少し、本発明の所望の含
水ケイ酸は得られない。酸性化の時間が短いほど小粒子
の含有率は多く、比表面積は高くなりゴム補強効果は高
まる傾向がある。前述したように小粒子の含有度合い
は、Ｈｇ−ＳＡ／Ｎ₂ −ＳＡの比で知ることができ、上
記条件とすることで、Ｈｇ−ＳＡ／Ｎ₂ −ＳＡが０．６
以下の含水ケイ酸が得られる。

【００１７】上記第１〜第３の工程は、いずれも６０〜
１００℃の範囲の温度で行う。好ましくは７０〜９０℃
の範囲である。この範囲の温度で反応を行うことで、反
応を速やかに進行させることができる。得られる反応生
成物を、従来の湿式法含水ケイ酸と同様な方法で、濾
過、水洗、乾燥、必要ならば粉砕を行い、本発明の含水
ケイ酸を製造できる。本発明の製造方法により、従来困
難とされていた加工性に優れた高補強性含水ケイ酸を湿
式沈殿法により製造することができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の含水ケイ酸及びその製造方法
について実施例によりさらに説明する。含水ケイ酸の物
性測定法及びゴム物性の試験法を以下に示す。 （１）ジ・ブチル・アミン（ＤＢＡ）吸着量 石油ベンジン溶液中で含水ケイ酸に、一定量の過剰のｎ
−ジブチルアミンを添加吸着させ、残ったアミンを過塩
素酸の酢酸溶液で逆滴定して差し引き吸着したアミン量
でもってシラノール基量を定量する。単位：ｍ・ｍｏｌ
／ｋｇ （２）ＢＥＴ法比表面積（Ｎ₂ −ＳＡ） ＡＭＳ−８０００（大倉理研社製）で１点法により測
定。単位：ｍ² ／ｇ

【００１９】（３）Ｈｇ法比表面積（Ｈｇ−ＳＡ） ポロシメーター２０００型（伊国 Carlo Erba 社製) に
て測定。 算定法： Ａ＝２Ｖ／ｒ （Ａ＝比表面積（ｍ² ／ｇ）、Ｖ＝細孔容積（ｃｃ／
ｇ）、ｒ＝平均半径（μｍ）） （４）ムーニー粘度（ＭＬ₁₊₄) ムーニー粘度計（島津製作所 ＳＭＶ−２００型）を用
い、１２５℃、Ｌ型ローターにて測定。

【００２０】（５）加硫物特性一般加硫物特性 ＪＩＳ Ｋ６３０１の試験法に準じ測定。磨耗試験はアクロン型磨耗試験機で測定 傾角− １５°、 荷重− ６ポンド 試験回数−２０００ｒｐｍでの磨耗減容を測定し、比較
例２を１００として指数で表示。（数値の高い方が耐磨
耗性は良）

【００２１】（６）配合及び混練法Ａ配合 ＳＢＲ１５０２（日本合成ゴム社製）１００部を８イン
チロールに巻きつけ、ステアリン酸を１部、加硫助剤と
して酸化亜鉛を３部、加硫促進剤Ｄを１．２部、ＤＭを
０．８部（大内新興社製）、加硫剤として硫黄を２部、
活性剤としてＰＥＧ＃４０００を２部、含水ケイ酸を５
０部を添加して、練り温度３５±５℃にて混練してゴム
組成物を得た。これら試料の未加硫物及び加硫物（１５
０℃で１０分間加硫）の各種物性試験を行い、結果を表
１に示した。Ｂ配合 容量１．７リットルのバンバリーミキサーにてＪＳＲ１
７１２を９６．３部とＢＲ０１を３０部３０秒間素練り
後、ステアリン酸を２部、含水ケイ酸を７０部、パラフ
ィンワックスを１部、アロマ油を７部、シランＳｉ６９
を７部投入し、全練り時間５分後取り出す。取り出し時
のコンパウンド温度を１４０〜１５０℃にラム圧や回転
数で調整する。コンパウンドを室温にて冷却後、コンパ
ウンドに老防８１０ＮＡを１部、亜鉛華を４部、加硫促
進剤ＣＺを１．５部、加硫剤Ｓを２部添加し、約１分間
混練し（取り出し時の温度を１１０℃以下とする）後８
インチロールにてシーティングして未加硫物、加硫物特
性を測定した。結果を表２に示した。

【００２２】実施例１ 攪拌器を備えた２００リットルジャケット付きステンレ
ス容器に、水９１リットル及びケイ酸ナトリウム水溶液
〔ＳｉＯ₂ １５０ｇ／ｌ、ＳｉＯ₂ ／Ｎａ₂ Ｏ重量比
３．３〕０．７リットルを投入し、加熱して温度８５℃
とした。この時のｐＨは９．４で、シリカ濃度は１．２
ｇ／ｌであった。

【００２３】上記水溶液に、同様のケイ酸ナトリウム水
溶液と硫酸（１８. ４ mol／ｌ）とをｐＨを９．５±
０．５に維持しながら同時に添加し、５５分で停止し
た。この時のシリカ濃度は３８ｇ／ｌであった。続いて
この反応で消費されたケイ酸ナトリウムの１５５％の量
のケイ酸ナトリウムを含む上記と同様のケイ酸ナトリウ
ム水溶液を３５分間で添加した。この時のシリカ濃度は
６８ｇ／ｌであった。引き続いて上記と同様の硫酸の添
加を２０分間行い、ｐＨ３で酸性化を終了して沈殿物を
得た。全工程反応温度は８５±１℃を保った。その後得
られた反応物をフィルタープレスで濾過、水洗し、得ら
れた湿潤ケーキを箱型乾燥器で乾燥して湿式沈殿法によ
る含水ケイ酸を得た。

【００２４】実施例２ 実施例１と同容器、同原料を用い、水８６リットル及び
ケイ酸ナトリウム水溶液０．５リットルを投入し，加熱
して９０℃とした。この時のｐＨは９．３で，シリカ濃
度は０．８ｇ／ｌであった。以後実施例１と同様な方法
で同時添加を５５分間行った。この時のシリカ濃度は４
０ｇ／ｌであった。引き続き同時添加で消費されたケイ
酸ナトリウムの１６０％の量のケイ酸ナトリウムを含む
上記と同様のケイ酸ナトリウム水溶液を４５分間で添加
した。この時のシリカ濃度は７１ｇ／ｌであった。その
後硫酸で２５分間酸添加を行ないｐＨ３で終了して実施
例１と同様の方法で含水ケイ酸を得た。反応温度は全工
程９０±１℃を保った。

【００２５】実施例３ 実施例１と同容器、同原料を用い、水１０２リットル及
びケイ酸ナトリウム水溶液０．６リットルを投入し、加
熱して８０℃とした。この時のｐＨは９．２で、シリカ
濃度は０．９ｇ／ｌであった。以後実施例１と同様な方
法で同時添加を９５分間行った。この時のシリカ濃度は
３４ｇ／ｌであった。引き続き同時添加で消費されたケ
イ酸ナトリウムの１４０％の量のケイ酸ナトリウムを含
む上記と同様のケイ酸ナトリウム水溶液を３０分間で添
加した。この時のシリカ濃度は６１ｇ／ｌであった。そ
の後、硫酸で３０分間酸添加を行ないｐＨ３で終了して
実施例１と同様の方法で含水ケイ酸を得た。反応温度は
全工程８０±１℃を保った。

【００２６】実施例４ 実施例１と同容器、同原料を用い、水８７リットル及び
ケイ酸ナトリウム水溶液０．４リットルを投入し、加熱
して８５℃とした。この時のｐＨは９．２で、シリカ濃
度は０．６ｇ／ｌであった。以後実施例１と同様な方法
で同時添加を４０分間行った。この時のシリカ濃度は３
５ｇ／ｌであった。引き続き同時添加で消費されたケイ
酸ナトリウムの２２０％の量のケイ酸ナトリウムを含む
上記と同様のケイ酸ナトリウム水溶液を６０分間で添加
した。この時のシリカ濃度は７２ｇ／ｌであった。その
後、硫酸の添加を２１分間行ないｐＨ３で終了して実施
例１と同様の方法で含水ケイ酸を得た。反応温度は全工
程８５±１℃を保った。

【００２７】比較例１ 実施例１と同容器、同原料を用い、水１０４リットル及
びケイ酸ナトリウム水溶液０．７リットルを投入し、加
熱して８５℃とした。この時のｐＨは９．６で、シリカ
濃度は１．０ｇ／ｌであった。以後実施例１と同様な方
法で同時添加を４７分間行った。この時のシリカ濃度は
３７ｇ／ｌであった。引き続き同時添加で消費されたケ
イ酸ナトリウムの９０％の量のケイ酸ナトリウムを含む
上記と同様のケイ酸ナトリウム水溶液を３０分間で添加
した。この時のシリカ濃度は５５ｇ／ｌであった。その
後、硫酸の添加を１８分間行ないｐＨ３で終了して実施
例１と同様の方法で含水ケイ酸を得た。反応温度は全工
程８５±１℃を保った。

【００２８】 比較例２：Ｎｉｐｓｉｌ ＥＲ−Ｒ（日本シリカ工業社
製） 比較例３：Ｎｉｐｓｉｌ ＮＳ−ＫＲ（日本シリカ工業
社製） 比較例４：Ｎｉｐｓｉｌ ＨＤ−Ｒ（日本シリカ工業社
製）

【００２９】

【表１】

【００３０】

【表２】

【００３１】表中、ＴＢは引張強度、Ｍ₃₀₀ は300 ％引
張応力、Ｅｂは伸び、Ｈｓは硬度、ＴＲは引裂強度、Ｒ
は反撥弾性、Ｃ．Ｓは圧縮永久歪をそれぞれ示す。尚、
本発明において、破壊特性とは、引張強度、引張応力、
伸び及び引裂強度の総称である。一般にゴム加硫配合物
は、ＤＢＡ吸着量及びＢＥＴ法比表面積（Ｎ₂ −ＳＡ）
が高い含水ケイ酸ほど、高い補強性を示し、逆に加工
性、反撥弾性、セット性が低下する。表１及び２の結果
から、実施例１〜４のゴム配合物は、いずれも、低い粘
度を示すにも係わらず、破壊特性の指標である引張強
度、引張応力、伸び及び引裂強度が高く、加工性と補強
特性のバランスが取れたものであると言える。それに対
して、比較例１、３及び４のゴム配合物は、粘度が極端
に高く、加工性が悪い。また、比較例２のゴム配合物
は、粘度は低く加工性は良好であるが、破壊特性の指標
である引張強度、引張応力、伸び及び引裂強度が低く、
補強特性に劣るものである。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、ゴム配合物の粘度を低
くして加工性を向上させることができ、かつ、引張強度
等の破壊特性と耐摩耗性に優れた補強特性を有するエラ
ストマー補強用含水ケイ酸とその製造方法を提供するこ
とができる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＢＥＴ法比表面積（Ｎ₂ −ＳＡ）が２０
   ０〜３００ｍ²/ｇの範囲であり、Ｈｇ法比表面積（Ｈｇ
   −ＳＡ）が１５０ｍ²/ｇ以下であり、ジ・ブチル・アミ
   ン吸着量／ＢＥＴ法比表面積の比が１．４以下であり、
   且つ、Ｈｇ−ＳＡ／Ｎ₂ ─ＳＡの比が０．６以下である
   湿式法含水ケイ酸からなることを特徴とするエラストマ
   ー補強用含水ケイ酸。
2. 【請求項２】 Ｈｇ法比表面積（Ｈｇ−ＳＡ）が５０〜
   １５０ｍ²/ｇの範囲であり、ジ・ブチル・アミン吸着量
   ／ＢＥＴ法比表面積の比が０．８〜１．４の範囲であ
   り、且つ、Ｈｇ−ＳＡ／Ｎ₂ ─ＳＡの比が０．２〜０．
   ６の範囲である請求項１に記載の含水ケイ酸。
3. 【請求項３】 （１）シリカ濃度が５ｇ／ｌ以下である
   アルカリ金属ケイ酸塩水溶液を予め充填した反応容器
   に、アルカリ金属ケイ酸塩水溶液と鉱酸を並行して添加
   してケイ酸を生成させる工程であって、前記アルカリ金
   属ケイ酸塩水溶液と鉱酸との添加を４０〜１００分間に
   渡って行い、その間の反応液のｐＨを７〜１０の範囲に
   維持し、かつ添加終了時の反応液中のシリカ濃度を４０
   ｇ／ｌ以下とする工程、（２）前記反応液に、前記反応
   で中和されたアルカリ金属ケイ酸塩と等量以上のアルカ
   リ金属ケイ酸塩を含む水溶液を６０分以内で添加する工
   程であって、添加終了時の反応液中のシリカ濃度を６０
   〜８０ｇ／ｌとする工程、及び（３）前記反応液に、鉱
   酸を添加して反応液のｐＨを５以下にする工程であっ
   て、前記添加を３０分以内に行う工程からなり、かつ工
   程（１）〜（３）を６０〜１００℃の温度で行うことを
   特徴とする請求項１の含水ケイ酸の製造方法。